2022年生物化学与分子生物学学科前沿讲座试题.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 立身以立学为先,立学以读书为本生物化学与分子生物学学科前沿讲座试题1 举例说明基因芯片技术应用领域、并简述其原理；融微电子学、生物学、物理学、化学、运算机科学为一体的基因芯片技术是 90 岁月中期以来影响最深远的重大科技进展之一；它是一门各学科高度交叉的新技术,具有重大的基础讨论价值和产业价值；该技术可以将极其大量的探针同时固定于支持物上,可以一次对大量的生物分子进行检测分析,从而解决了传统核酸印迹杂交技术复杂、自动化程度低、 检测目的分子数量少、低通量等不足；由于基因芯片（Genechip）这一专出名词已经被业界的领头羊Affymetrix公

2、司注册专利,因而其他厂家的同类产品通常称为DNA微阵列 DNA Microarray ；以下举两例说明基因芯片技术应用领域；1基因芯片技术可以用于人类疾病的诊断与治疗上；在 2002 年中国爆发了SARS 疫情；疫情来势凶残, 有很多人在很短的时间内感染SRAS病毒死亡； 但是,在 SARS 基因组序列公布不到一周的时间里,全球最大的基因芯片供应商,位于美国加利佛尼亚州的 Affymetrix 公司就开发处了这种致命的病毒基因芯片；这种芯片将会在 SARS 流行病学讨论和诊断中起到重要作用；该芯片利用加拿大,美国和亚洲所公布的 SARS 病毒基因组序列, 包含了全部的 SARS 的 29700

3、 个碱基； 利用这一基因芯片可以帮忙科学家区分这种病毒的不同株系,检测其流行动态等；同时利用这组基因芯片,仍可以将病人的预后与病毒的基因型进行关联分析,以更好地明白那种病毒最为危急,并可能仍能发觉开发治疗方法的关键因子；它也有助于讨论者明白 SARS 与动物病毒的联系；这种技术的原理是从正常人的基因组中分别出DNA 与 DNA 芯片杂交, 然后得出标准图谱；再从病人的基因组中分别出 DNA 与 DNA 芯片杂交,然后得出病变图谱；通过比较、分析这两种图谱,就可以得出病变的 DNA 信息；不仅是针对 SARS 病毒,基因芯片技术也可以用于癌症的诊断；它可能使癌症的诊断不再依靠于器官来源或显微镜下

4、的形状,而是依靠癌症的本身的基因表达特点；这种系统性的、客观的诊断方法将对以后癌症的正确治疗起到关键作用；2基因芯片技术可以用于药物的挑选我国中医药源远流长,它的疗效通过长期的临床实践得到国内的确定；但在国际社会上没有获得公众的普遍认同和接受,由于在中药作用机理方面无法用现代医学学问作为其理论基础 ,缺乏一个可以量化的现代生物学指标,如在蛋白质水平和基因表达水平方面的量化指标等； 缺乏现代应用基础理论已成为目前中药产业最大的瓶颈之一；解决瓶颈问题的关键在于开发一种全新的技术,能够用以大规模地讨论药物的作用机理；这种技术的特点必需是：能够大规模地挑选、通用性强, 适用范畴广, 不局限于一种或一类

5、药物；能够在药物和基因之间架起一座桥梁；能够从基因水平说明药物的作用机理；它不仅能为药物的应用奠定坚实的理论基础,而且该方法的结果又能为药物的进一步开发和设计供应理论指导；利用基因芯片技术第一可以明白正常组织和疾病组织基因表达谱的变化,并与组织学和生化变化联系起来；它的原理是利用基因芯片分析用药前后机体的不同组织、器官基因表达的差异； 由于基因表达的增加或降低可能是病理生理学的缘由或结果,引起疾病的多个基因产物可以都作为药物作用的目标,从而使表达反常的基因复原正常表达,使减轻或消逝；名师归纳总结 基因芯片药物挑选可以通过用药前后表达谱的变化找出靶基因及受靶基因调控的基因,是否第 1 页,共 4

6、 页复原到正常状态, 并讨论是否影响其他基因的表达从而带来毒副作用,精确地反映药物对基- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 立身以立学为先,立学以读书为本因表达的影响；目前,国外几乎全部的主要制药公司都不同程度地采纳了基因芯片技术来查找药物靶标,查检药物的毒性或副作用,用芯片作大规模的挑选讨论可以省略大量的动物试验,缩短药物挑选所用时间,在基因组药学领域带动新药的讨论和开发；2 简述细胞凋亡最新进展（举一例）细胞凋亡的定义是由体内外因素触发细胞内预存的死亡程序而导致的细胞自杀过程,也称为程序性细胞死亡；细胞凋亡是机体维护细胞群体数量稳态的重要手段,细胞凋亡

7、失调（凋亡不足或 /和凋亡过度）可成为某些疾病的重要发病机制；在这里举一个细胞凋亡最新的讨论进展：GADD45 在疾病诊断与治疗上的应用；GADD45 是生长抑制和DNA 损耗诱导基因GADD45 家族的成员之一,参加了细胞周期行进和细胞凋亡的调控；美国期望市国家医学中心肿瘤治疗讨论科和上海其次医科高校附属瑞金医院等体外合成 GADD45 基因全序列表达质粒后,讨论 GADD45 基因表达诱导对呈不同 p53 状态的肝癌细胞的作用及可能机制；采纳 RT-PCR 法获得 GADD45 基因全序列,插入 pDrive穿梭克隆载体和 pIRES2-EGFP 荧光表达载体后大量扩增获得 DNA ,结合

8、 p53 全基因表达质粒 pp53-EGFP 转染 HepG2、Hep3B 细胞后,以 3H 胸腺嘧啶脱氧核苷掺入法 3H-Tdr 和细胞克隆形成法分析 DNA 合成变化及细胞生长才能；以双抗体夹心 ELISA 法测定 TGF- 1表达变化；结果：胜利合成GADD45 基因全序列和表达质粒,通过流式细胞仪收集转染阳性的荧光表达细胞能显著提高转染效率；转染 GADD45 后,具有野 p53 基因的 HepG2 细胞的细胞克隆形成才能和 DNA 合成才能明显受到抑制,细胞凋亡明显增加,TGF- 1 的表达亦明显受抑；与之相反,缺失 p53 基因的 Hep3B 需要同时共转染 p53 基因后,方显现

9、抑制效应；讨论结果说明：GADD45 基因能够有效抑制肝癌细胞的生长,其功能需要完整p53 基因的帮助和 或调控；以上讨论为我们揭示了了以下几点：采纳 GADD45 基因或片段的反义分子,阻碍CADD45 蛋白抑制 JNK 的活性,提高程序性细胞死亡的比例；将编码 GADD45 蛋白69-113 氨基酸的 cDNA 转染细胞,供应表达 cDNA 的条件,使 JNKK2 可以结合,但不能激活 JNK 途径,诱导程序性细胞死亡；鉴定可调剂JNK 信号途径物质的方法,即检测该物质是否可与 GADD45 结合及与 GADD45 结合的活性； 挑选 GADD45 的抑制剂的方法,即将该物质联合 TNFa

10、 处理高表达 GADD45 的细胞,检测细胞凋亡水平并与只采用该物质处理的细胞比较,GADD45 的抑制剂可用于治疗慢性炎症、自体免疫疾病和癌症；治疗癌症的方法,即通过抑止 GADD45 的功能增加 JNK 的活性；3简述功能基因组学与功能基因组学讨论策略与相互关系功能基因组学以提示基因组的功能及掌握机制为目标,讨论的核心问题包括基因组的多样性； 基因组的表达及其时空调剂；模式生物基因组讨论等；功能基因组学强调在基因组水平或系统水平阐明基因功能,包括人体中全部基因的位置、结构、功能、表达、调控方式及致病突变的全部信息；它涉及了药物基因组学、蛋白质组学讨论以及 DNA 芯片技术等等多个领域；功能

11、基因组学讨论的一个重要工具是生物信息学；功能基因组学的讨论策略包括基因芯片、基因表达序列分析、基因表达调控、高通量名师归纳总结 技术、 生物信息分析技术、虚拟技术和数据挖掘等；功能基因组学的讨论策略将显现多种技第 2 页,共 4 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 立身以立学为先,立学以读书为本术和方法并存、 相互补充、各有优势和局限的特点,而难以形成比较一样的方法；各种新策略和方法的交叉是新技术新方法的来源；如今除了进展新的讨论策略外,更强调各种方法策略间的整合和互补；目前功能基因组学的主要应用是在医药学方面；这可能会牵涉到把药物基因组学、蛋白质组学

12、、 生物信息学、 基因表达调控、 基因芯片综合起来应用在此类讨论上；由此可见功能基因组学的各种讨论策略可以相互独立,但是又具有肯定的相同的讨论目的,而在同一个讨论目标下可以相互辅佐,相互补充以达到共同推动讨论的目的；4试述糖链在糖蛋白功能中的作用；糖链被称为生命信息分子,它是生物多样性最重要的标志分子；糖链是由人体细胞中各种糖连接而成的链状物质,是糖脂质和糖蛋白质的组成部分,人体内共有数百种糖链；它开创了生命科学的新领域,是继核酸、蛋白质后的第三条生命线；糖链的角色和功能有支持细胞和蛋白质的结构角色, 微生物 , 毒素仍有抗体的连接位供体或掩体 , 调控蛋白质功能 , 以及在细胞间相互功能的中

13、介物等；糖链的糖基化可影响蛋白质三维空间结构,打算蛋白质在细胞内的转送方向,这样可 以影响糖蛋白质的功能；糖链的合成需要很多种功能性的蛋白质,如糖基转移酶、水解酶、糖供体合成酶系、 转运蛋白等参加作用；50的蛋白质都受糖链的修饰,因此糖链的修饰对 另外糖链通过糖识别分子,在细胞间相互识别,细胞与基 蛋白质发挥其功能起着重要作用；质间的识别,信息传导、发育与分化过程中都起着重要作用；由于糖的排列次序不同而功能各异,癌症、过敏性皮炎、肾功能衰竭、关节炎等疾病都是由于病灶的蛋白质连接着特别的糖链；科学家认为通过讨论糖链的结构与功能,就有可能开发出治疗这些疾病的方法及药物；人类基因组方案的完成为分析糖

14、链的结构与功能供应了有利条件, 可以通过分析制造糖链的酶以及何种酶制造何种糖链,即查找合成糖链的基因,然后解析出糖链的功能；不论是在基本的生命过程中,如受精、发生、发育、分化、神经系统、免疫系统恒态的维护方面,仍是在疾病的发生和进展中,如炎症及自身免疫疾病、老化、癌细胞反常增殖及转移、 病原体感染、 植物与病原体菌相互作用等过程中都涉及糖链的参加,糖链在这些生命和疾病过程中起特异性的识别和调控的作用；糖链的功能是复杂而多样的：第一, 很难预知某一特定糖链的功能和对生物体的重要性；其次,同一糖链在生物体的不同部位和不同的个体发育阶段有不同的功能；另外,较为专一的生物作用通常是通过不平常的糖链或常

15、见糖链的不平常表达或修饰来介导的,而这些特别的糖链也常是毒素和病原体的识别目标；5请你设计一个血糖波动的动物模型；1材料和方法试验动物：大鼠试验材料：注射器,葡萄糖、高脂饲料,生理盐水,注射用水等2试验方法分组大鼠,分为、四组；将组大鼠腹腔注射高糖,喂养高脂饲料；将组大鼠腹腔注射高糖,喂养一般饲料； 将组大鼠腹腔注射注射用水,喂养高脂饲料；组大鼠为对比组, 腹腔注射注射用水,状况；喂养一般饲料； 一段时期后检测各组大鼠的血糖波动名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 立身以立学为先,立学以读书为本3试验步骤购买一个月龄大鼠,每只 6080 克左右, 约 120 只；按 30 只一组随机分为、四组；用葡萄糖配制高糖溶液,以30mg/g 剂量腹腔注射、组大鼠,每日一次,连续 30 天；其余两组注射注射用水； 、组大鼠每日喂养高脂饲料,其余两组每日喂养一般饲料； 一个月后检测分别每组大鼠的血糖波动情形；4检测手段一个月后,停止注射和喂养,并于早晨将大鼠禁食10 小时；用乙醚麻醉后,抽取心脏血,置于干燥肝素抗凝管内（每管含肝素单位）摇匀,在士恒 温下,测定各项指标；刘欢 51041300069 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 4 页